PipedInputStream详解

PipedInputStream是Java IO提供的一个管道输入流，用于将数据从一个线程传递到另一个线程。与其他输入流不同，PipedInputStream没有关联数据源，而是通过PipedOutputStream向其中写入数据。

一、PipedInputStream的构造方法

PipedInputStream的构造方法非常简单，只有一个默认构造方法和一个带参数的构造方法：

public PipedInputStream()          

public PipedInputStream(PipedOutputStream src) throws IOException

默认构造方法创建一个未连接的管道输入流。带参数的构造方法创建一个连接到PipedOutputStream的管道输入流。

我们可以通过PipedOutputStream将输出流连接到PipedInputStream，从而实现数据的传输，例如：

PipedOutputStream pos = new PipedOutputStream(); 
PipedInputStream pis = new PipedInputStream(pos);

上面代码中，pos和pis两个对象被相互连接，pis将从pos中读取数据。

二、PipedInputStream的主要方法

PipedInputStream继承了InputStream抽象类，所以有InputStream的基本方法，例如：read(),available(),close()等。此处只对PipedInputStream独有的方法进行介绍：

1、connect(PipedOutputStream src)

该方法用于将管道输入流连接到指定的管道输出流，从而实现数据的传输。

public void connect(PipedOutputStream src) throws IOException

例如：

PipedOutputStream pos = new PipedOutputStream();
PipedInputStream pis = new PipedInputStream();
pis.connect(pos);

2、receive()

该方法用于从PipedOutputStream中读取一个byte，如果没有数据可读则会阻塞当前线程。

public synchronized int receive() throws IOException

例如：

PipedOutputStream pos = new PipedOutputStream();
PipedInputStream pis = new PipedInputStream(pos); 
int data = pis.receive();

上面代码从pis中读取一个byte数据，如果没有可读数据，则会阻塞当前线程。

三、PipedInputStream与线程之间的通信

PipedInputStream与PipedOutputStream的最大优点就是可以通过它们实现线程之间的通信。一般情况下，一个线程作为输入流的读取者，另一个线程作为输出流的写入者。

1、PipedInputStream作为数据读取者

PipedInputStream通常用作线程之间的数据接受者，例如：

public class InputThread extends Thread{
    private PipedInputStream pis;
    public InputThread(PipedInputStream pis){
        this.pis=pis;
    }
    public void run(){
        try {
            int data=pis.read();           //读取数据
            System.out.println(data);
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }finally {
            try {
                pis.close();                 //关闭输入流
            }catch (IOException e){
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

上面代码中，InputThread通过read()方法从PipedInputStream中读取数据，并输出到控制台。

2、PipedOutputStream作为数据写入者

PipedOutputStream通常用作线程之间的数据发送者，例如：

public class OutputThread extends Thread{
    private PipedOutputStream pos;
    public OutputThread(PipedOutputStream pos){
        this.pos=pos;
    }
    public void run(){
        try {
            pos.write(1);               //向管道输出流中写入1
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }finally {
            try {
                pos.close();            //关闭管道输出流
            }catch (IOException e){
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
} 

上面代码中，OutputThread通过write(1)向PipedOutputStream中写入数据1，数据会被传输到PipedInputStream中。

四、PipedInputStream的作用

PipedInputStream通过提供管道输入流与输出流之间的连接，实现了线程之间数据的传输。其应用具有以下特点：

1、线程间数据传输不使用内存缓冲区

由于PipedInputStream内部采用了一种环形缓存机制，可以不使用内存缓冲区实现线程间的数据直接传输。

2、线程间数据传输的性能高

PipedInputStream与PipedOutputStream的数据传输使用了同步锁机制，确保了数据传输的线程安全。

3、简化线程编程（Thread Programming）

由于PipedInputStream的管道数据传输机制，使线程编程的实现非常简单易懂。

五、总结

PipedInputStream是Java IO中的一个管道输入流，用于实现线程之间的通讯。其应用满足线程间数据传输高效、线程编程简单易懂等特点，因此在Java多线程编程中具有较为广泛的应用。